高一物理(人教版)第二册精品教学讲义—曲线运动

A.速率B.速度C.加速度D.合外力
【答案】B
【解析】
【详解】AB．曲线运动的物体，它的速度方向是轨迹的切线方向，肯定是不断变化的，所以速度一定在变化，但速度大小可以不变，故速率可能不变，A错误B正确；
CD．曲线运动的物体可能受恒力作用，如平抛运动，只受重力不变，其加速度为重力加速度，保持不变，CD错误。
【变式训练1】(多选)如图所示，质量为m的物体在四个共点力的作用下做匀速直线运动，速度方向与力F1、F3的方向恰好在同一直线上，下列说法正确的是()
A．若只撤去F1，物体做匀加速直线运动
B．若只撤去F3，物体做匀加速直线运动
C．若只撤去F2，物体做匀变速曲线运动
D．若只撤去F4，物体做非匀变速曲线运动
【答案】C
【解析】
【详解】A．速度、加速度都是矢量，做曲线运动的物体速度的方向一定是变化的，所以速度是变矢量；但物体的加速度可以不变，如平抛运动。故A错误；
B．一个物体做曲线运动，它所受的合外力不一定改变，如匀变速曲线运动，故B错误；
C．与速度方向垂直的力不做功，只改变速度的方向，不改变速度的大小，故C正确；
答案AC
解析 若只撤去F1，合力方向与速度v同向，则物体做匀加速直线运动；若只撤去F3，合力方向与速度v反向，物体做匀减速直线运动，A项正确，B项错误．若只撤去F2或F4，合力方向与速度方向不在同一直线上，且合力为恒力，则物体做匀变速曲线运动，C项正确，D项错误．
知识点三、曲线运动中合力方向、速度方向与轨迹的关系
BC．汽车做曲线运动的速度方向沿曲线上某点的切线方向，曲线由M向N加速行驶，合力与速度方向夹角为锐角，B正确，C错误。
故选B。
5.（河北省唐山市第十一中学2019-2020学年高一（下）期中物理试题）1.如图所示的曲线为运动员抛出的铅球运动下落轨迹(铅球视为质点)，A、B、C为曲线上的三点，关于铅球在B点的速度方向，下列说法正确的是( )
C．曲线运动的速度大小不一定发生变化，例如匀速圆周运动，故C错误；
D．在恒力作用下，物体也能做曲线运动，例如平抛运动，故D错误。
故选A。
知识点二、物体做曲线运动的条件
1．物体做曲线运动的条件
(1)动力学条件：合力方向与物体的速度方向不在同一直线上．这包含三个层次的内容：①初速度不为零；②合力不为零；③合力方向与速度方向不共线．
（3）合力方向与速度变化的关系
如图所示，我们将物体所受合力沿速度方向和垂直于速度方向分解成两个分力F1和F2，F1的作用效果是使物体的速度大小发生变化，F2的作用效果是使物体的速度方向发生变化
即学即用
1．判断下列说法的正误．
(1)做曲线运动的物体，速度可能不变．(×)
(2)曲线运动一定是变速运动，但变速运动不一定是曲线运动．(√)
(2)运动学条件：加速度方向与物体的速度方向不在同一直线上．
说明：物体做曲线运动时，所受合力可能变化，如图4乙中的运动；也可能不发生变化，如图甲中的运动．
2．物体运动性质的判断
(1)直线运动或曲线运动的判断
看合力方向(或加速度的方向)和速度方向是否在同一直线上．
(2)匀变速运动或非匀变速运动的判断
合力为恒力(或加速度恒定)，物体做匀变速运动；合力为变力(或加速度变化)，物体做非匀变速运动．
课堂练习
一、单项选择题
1.（北京市八一中学2019-2020学年高一（下）期中物理试题）6.关于曲线运动，下列说法正确的是（ ）
A.做曲线运动物体的速度和加速度一定是在变化的
B.一个物体做曲线运动，它所受的合外力也一定改变
C.与速度方向垂直的力只改变速度的方向，不改变速度的大小
D.匀速圆周运动的加速度不变
做曲线运动的物体有以下特点：
(1)速度方向沿轨迹的切线方向．
(2)合力指向轨迹的凹侧．
(3)轨迹夹在合力方向和速度方向之间．
(4)合力方向不变时，速度方向越来越趋近合力的方向．
【经典例题1】若已知物体运动的初速度v0的方向及它受到的恒定的合力F的方向，图中a、b、c、d表示物体运动的轨迹，其中正确的是()
答案B
解析 做曲线运动的物体的轨迹与速度方向相切，并向合力方向弯曲，故选项B正确．
【变式训练1】冬奥会上，某自由滑冰运动员正在滑行，由A到C是其运动轨迹的一部分，如图所示，则关于他通过B点时的速度v的方向和加速度a的方向可能正确的是()
答案B
解析 由于运动员做曲线运动，速度方向沿轨迹切线方向，加速度指向轨迹的凹侧，故B正确．
（2）大小：如图所示，物体沿曲线从A运动到B，割线段AB的长度XAB为位移的大小，平均速度
（3）曲线运动中速度的方向是不断变化的，物体在某一点的速度方向就是该点的切线方向。
（4）性质：速度的方向是时刻变化的，因而曲线运动一定是变速运动。加速度不为零，合外力不为零。
（5）分类：匀变速曲线运动（合力恒定）和变加速曲线运动（合力是变力）
A.沿AB的方向B.沿BD的方向
C.沿BC的方向D.沿BE的方向
【答案】B
【解析】
【详解】曲线运动的速度方向沿轨迹上该点的切线方向．
铅球做平抛运动轨迹由A到C，B点的速度方向沿切线方向，即BD方向，故B正确,ACD错误。
故选B。
6.（山西省忻州市第一中学2019-2020学年高一下学期期中物理试题）2.一个质点在恒力F作用下，在xOy平面上从O点运动到B点的轨迹如图所示，且在A点时的速度方向与x轴平行，则恒力F的方向可能是( )
4.物体做曲线运动的条件
（1）物体做曲线运动的条件：
①运动学的角度：物体的加速度方向与它的速度方向不在同一条直线上
②动力学的角度：物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一条直线上。
（2）合力方向与轨迹的关系
无力不拐弯，拐弯必有力
轨迹总是向合力的方向弯曲
合力的方向总是指向曲线运动轨迹的凹侧
曲线运动的轨迹始终夹在合力方向与速度方向之间
3．物体做曲线运动的条件。
【学习难点】
1．理解曲线运动是变速运动。
2．用牛顿第二定律分析物体做曲线运动的条件，能用曲线运动相关知识解决实际的问题。
知识梳理
1.定义：物体的运动轨迹是曲线的运动，称为曲线运动。
2.位移
（1）定义：曲线运动的位移是指运动的物体从出发点到所研究位置的有向线段。它是矢量，其大小为有向线段的长度，方向是从出发点指向所研究的位置，一般常用平面直角坐标系中的坐标来表示分位移。
（2）位移计算：
如图所示，物体从O点运动到A，位移大小为l，y与x轴轴夹角为θ，则在x方向的分位移xA=lcosθ，在y轴方向的分位移yA=lsinθ。
物体相对于坐标远点的位移大小为 ；若这时位移方向与x轴正方向的夹角为θ，则
3.速度
（1）定义：质点在轨迹上某一点的瞬时速度，沿曲线在这一点的切线方向
A.沿＋x方向B.沿－x方向C.沿＋y方向D.沿－y方向
【答案】D
【解析】
由于物体做的是曲线运动，根据物体做曲线运动的条件可知，物体受到的恒力的方向应该斜向右下方，可能沿-y方向，故D正确．
7.（山西省忻州市静乐县第一中学2019-2020学年高一（下）期中物理试题）3.做曲线运动的物体，在运动过程中一定变化的量是（ ）
答案bc不在
解析 因为磁铁对小铁珠只能提供引力，磁铁在A处时，F与v0同向，小铁珠做变加速直线运动，运动轨迹为b；当磁铁放在B处时，F与v0不在同一直线上，合力的方向指向轨迹的凹侧，运动轨迹为c.当物体所受合外力的方向与它的速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动．
知识点探究
知识点一、曲线运动的速度方向
(3)几种常见的运动类型
F(a)与v的方向
轨迹特点
加速度特点
运动性质
a)＝0
直线
a＝0
匀速直线运动
共线
a恒定
匀变速直线运动
a不恒定
非匀变速直线运动
不共线
曲线
a恒定
匀变速曲线运动
a不恒定
非匀变速曲线运动
【经典例题1】曲线运动是自然界中普遍存在的运动形式，下面关于曲线运动的说法中，正确的是()
A．物体只要受到变力的作用，就会做曲线运动
1．曲线运动中，质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向．
2．曲线运动中，质点的速度方向时刻改变，所以曲线运动一定是变速运动，加速度一定不为零．
【经典例题1】如图所示，物体沿曲线由a点运动至b点，关于物体在ab段的运动，下列说法正确的是()
A．物体的速度可能不变
B．物体的加速度可能为零
C．a点的速度方向由a指向b
故选B。
8.（黑龙江省大庆铁人中学2019-2020学年高一（下）期中物理试题）1.下面四个选项中的虚线均表示小鸟在竖直平面内飞行的轨迹，小鸟在图示位置时的速度v和所受合力F的方向可能正确的是（ ）
B．物体在恒定的合力作用下一定会做直线运动
C．物体做曲线运动时，合力方向可能发生变化，也可能不变
D．物体在大小不变的合力作用下必做匀变速曲线运动
答案C
解析 当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动，A、B错误；物体做曲线运动时，其所受合力的方向与速度方向不在同一直线上，合力的方向可能发生变化，也可能不变，C正确；做匀变速曲线运动的物体所受的合力恒定不变，而不只是合力大小不变，D错误．
A.曲线运动一定是变速运动
B.曲线运动的加速度可以一直为零
C.曲线运动 速度大小一定在不断地发生变化
D.在恒力作用下，物体不能做曲线运动
【答案】A
【解析】
【详解】A．曲线运动的速度方向一定变化，则曲线运动一定是变速运动，故项A正确；
B．曲线运动的速度不断变化，则加速度一定不为零，例如平抛运动，故项B错误；
(3)做曲线运动的物体的位移大小可能与路程相等．(×)